Финишные операции обработки резанием

Финишная обработка – завершающая часть процесса производства изделия, по выполнению которой окончательно устанавливаются геометрические размеры, свойства поверхностного слоя, класс шероховатости поверхности и внешний вид изделия, согласно требованиям технической документации.

К основным способам финишной обработки относятся:

· тонкое (чистовое) точение,

· шлифование,

· полирование,

· хонингование,

· покраска,

· гальваническое покрытие,

· балансировка.

После правильной предварительной обработки можно приступать к финишной обработке изделия. В зависимости от требований технической документации производится:
Тонкое (чистовое) точение – механическая обработка металла резанием с целью получения геометрических размеров, свойств поверхностного слоя и класса шероховатости поверхности, соответствующих или максимально приближенных к требованиям технической документации. Производится на токарных, фрезерных, расточных станках без применения абразивного инструмента. Обычно характеризуется малой подачей и большой скоростью вращения заготовки (инструмента).

В случаях, когда требуется получение более качественной поверхности изделия (класс шероховатости выше 8-го), необходимо шлифование.

Шлифование – «шлифовка (от польск. szlifowa, нем. schleifen – точить, полировать, шлифовать) – обработка поверхностей заготовок абразивным инструментом. Производится на шлифовальных станках, на металлорежущих станках других групп с помощью специальных приспособлений (например, шлифовальных головок), вручную. По скорости вращения абразивного инструмента различают обычное шлифование — окружная скорость инструмента около 20 м/сек и скоростное шлифование — окружная скорость выше 50 м/сек. Шлифование позволяет изготовлять металлические детали с точностью до 1-го класса и получать поверхности до 10-го класса шероховатости. Шлифование широко применяется при обработке наружных и внутренних плоских, цилиндрических, конических и фасонных поверхностей заготовок.

Шлифование изделий цилиндрической формы производится на станках центрового, бесцентрового или ленточного шлифования, плоских изделий – на станках продольного шлифования. В целях экономии средств и повышения универсальности оборудования для малых и средних предприятий целесообразно использовать различные приспособления к серийным токарным (для круглого шлифования) или фрезерным (для продольного плоского шлифования) станкам. С помощью таких приспособлений для обработки изделия можно применять как шлифовальные круги, так и шлифовальную ленту.
Говоря о шлифовании, следует отметить, что при необходимости получения высокого класса шероховатости внутренней поверхности изделия, поверхности зуба шестерен или колес применяется особый вид шлифования – хонингование.

Хонингование – (англ. honing, от hone — хонинговать, буквально— точить) – отделочная обработка в основном внутренних цилиндрических поверхностей деталей мелкозернистым абразивным инструментом в виде брусков, смонтированных на хонинговальной головке (хоне). Абразивные бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности, а сама хонинговальная головка, закрепленная в шпинделе хонинговального станка, совершает вращательное и возвратнопоступательное движения. Применяется также хонингование закаленных зубчатых колес хонинговальной головкой в форме косозубого долбяка, находящейся в зацеплении с обрабатываемым колесом и совершающей одновременно вращательное и колебательное дви-
жение Х., является заключительной (финишной) операцией, производится после растачивания, протягивания, развертывания,
шлифования и позволяет получать точность обработки до 1-го класса и шероховатость поверхности до 13-го класса.

Для изделий, работающих в контакте с неметаллами, требуется повышенный класс шероховатости поверхности. В таких случаях производится полирование – (нем. Polieren, от лат. polio — делаю гладким, полирую), в машиностроении и приборостроении — отделочная обработка изделий для повышения класса чистоты их поверхности (до 12-14-го классов), доводки изделий до требуемых размеров, получения определенных свойств поверхностного слоя, а также для придания их поверхности декоративного блеска. Полтрование представляет собой совокупность процессов пластической микродеформации и тонкого диспергирования поверхностного слоя обрабатываемого изделия, происходящих при воздействии на этот слой полировальными и доводочными материалами. Наиболее распространено полирование вращающимися притирами-кругами, на поверхность которых наносят полировальные порошки или пасты. При истинном полировании эффект обработки достигается в результате пластического течения полируемого слоя; полирование обычно проводится при малых частотах вращения полировального круга (60-200 об/мин) и со значительным давлением (более 200 кн/м2) круга на обрабатываемый материал. Декоративное полирование, наоборот, ведется при больших частотах вращения притира (600800 об/мин) и с меньшим давлением (50-200 кн/м2).

Покраска – нанесение слоя лакокрасочного либо порошкового покрытия. Лакокрасочное покрытие может наноситься на предварительно подготовленную поверхность изделия как в специальных камерах, так и в вентилируемых производственных помещениях распылением либо с помощью кисти (валика) с последующей сушкой в сушильных камерах при температуре 25-350С, либо на открытом пространстве при температуре не ниже 100С. Порошковое покрытие наносится на предварительно подготовленную поверхность изделия в установках трибонапыления в электростатическом поле с последующей сушкой при температуре 100-2000С в сушильных камерах проходного либо стационарного типа. Обладает высокой адгезией. Оба вида покраски служат для защиты изделия от коррозии и придания изделию товарного вида.

Наиболее распространенным способом финишной обработки электрохимическим способом является гальваническое покрытие – нанесение на поверхность изделия, изготовленного чаще всего из сталей или сплавов на основе железа, слоя хрома, никеля, цинка, кадмия, серебра, железа, других металлов электрохимическим способом. Толщина слоя металла покрытия 20-1000 мкм. Осуществляется путем погружения изделия в гальваническую ванну с раствором электролита, содержащего реактивы – соединения металлов покрытия. Применяется для повышения износостойкости поверхности, защиты от коррозии, получения товарного вида изделия.

В завершении хотелось бы не обойти вниманием финишный технологический процесс, который, может быть, нельзя отнести к способам обработки. В ходе его выполнения не происходит изменения размеров и внешнего вида изделия. Однако трудно переоценить его значение для любых деталей вращения. Речь идет о балансировке – устранении разности масс изделия с целью уменьшения вибрации при вращении. Процесс относится, как правило, к деталям вращения (роторам), работающим в диапазоне от 60 об./мин и выше. Существуют два вида балансировки – статическая (изделие балансируется на стенде либо на специальном станке с целью уменьшения явной разности масс) и динамическая (изделие балансируется на специальном станке с целью сведения разности масс к заданному значению).

Финишная обработка изделия является частью технологического процесса производства. Стремление путем финишной обработки устранить дефекты, полученные в процессе производства, редко приводит к положительному результату. Наоборот, соблюдение технологии во время всего производственного цикла позволяет при финишной обработке получить изделие самого высокого качества.

Список литературы

1. Казаченко В.П., Савенко А.Н., Терешко Ю.Д. Материаловедение и технология материалов III. Обработка металлов резанием. Пособие по курсовому проектированию - Гомель: БелГУТ, 1997 - 47 с.

2. Дольский А.Н. и др. Технология конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1985 - 448 с.

3. Справочник технолого-машиностроителя. В 2 т. Т I/ под редакцией Косиловой

А.Г. и Мещераковой Р.М. - М.: 1972 - 649 с. Т II/ под редакцией Малова А.Н. М.: 1972 - 568 с.

4. Горбунов В.И. Обработка металлов резанием. Металлорежущие инструменты и станки. - М.: Машиностроение.

5. Тараканов И.Л., Савенко А.Н. Методички расчета рациональных режимов резания. - Гомель: БелИИЖТ, 1980.

6. Пахтин Ю.М., Леонтьев В.П. Материаловедение. Учебник для высших учебных заведений. 3-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990 528 с.

7. Федин А.П. Материаловедение и технология материалов. - Гомель: БелИИЖТ, 1982 - 83 с.

8. Егоров Н.Е. и др. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1985 - 184 с.

9. Тараканов И.Л., Савенко А.Н. Геометрия токарных резцов. Методические указания к лабораторным работам по обработке металлов резанием. - Гомель: БелИИЖТ, 1974.